常见结构的认识.ppt

1,技术与设计1,我们学习了设计的基本知识，熟悉了设计的一般过程。,技术与设计2,结构与设计流程与设计系统与设计控制与设计,2,第一单元结构与设计,一、常见结构的认识二、稳固结构的探析三、简单结构的设计四、经典机构的欣赏,3,一、常见结构的认识,了解结构的含义从力学的角度理解结构的概念和一般分类能结合1-2种简单的结构案例，分析结构是如何承受力的。重点：结构与力、结构的类型,4,想一想我们身边都有哪些常见的结构？,5,1、无处不在的结构：,6,结构（Structure）：是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。,?1：由此概念，你可以想到什么结构？,世界上任何事物都存在结构，结构多种多样且决定事物存在的性质。,7,结构设计在日常生活中处处可见，如在大自然界雀鸟的羽毛，人类的骨骼结构，这些都是结构设计应用的好例子,8,（1）观察分析结构图。,使用最少的材料制作尽可能宽敞的空间，不会出现缝隙，空间使用效率最好。,蜂巢：,这种结构的优点在哪里？,9,任意两个节点都能找到一条可通过的路径。,这种结构的优点在哪里？,蜘蛛网：,10,结构如：1、自然界中物体的结构：鸟巢、蜂窝、蜘蛛网、大树、动物的身体与器官等；2、生活中的飞机、汽车、楼房、桥梁等3、抽象的结构如语文科的小说、诗词等，人员结构、计算机方面的数据结构等,人类创造物体的结构,社会领域中的结构,11,案例分析：,3、鹰眼与导弹跟踪系统,1、苍耳子与尼龙搭扣,2、鸟与飞机,（一）、自然界事物的结构,12,苍耳子植物形态一年生草本，三角状卵形，先端锐尖，基部心形。边缘有缺刻或35浅裂，有不规则粗锯齿，两面有粗毛；头状花序顶生或腋生，雌雄同株，雄花序在上，球形，花冠筒状，5齿裂；雌花序在下，卵圆形，外面有钩刺和短毛。花期710月，果期811月。生于荒地、山坡等干燥向阳处。分布于全国各地。,应用.用于不闻香臭、时流浊涕，鼻渊头痛，外感风寒，恶寒无汗，风寒头痛。本品温和疏达，味辛散风，苦燥湿浊，通窍止痛，常配伍辛夷、白芷、薄荷同用，即苍耳子散。,案例1,与尼龙搭扣,13,案例2,人类飞翔的梦想源于展翅高飞的鸟，鸟因为有它自由流畅的体形和翅膀结构，飞机原型源于飞鸟形体结构的仿生。,中国的大飞机在研制中,14,鹰眼,与导弹跟踪系统,15,问：为什么鹰可以在几千米的高空准确无误地辨别地面上的动物？,鹰可以在几千米的高空准确无误地辨别地面上的动物,这是因为它的眼部结构比较特殊。,人类每只眼睛的视网膜上都有一个凹槽,叫做中央凹。而老鹰眼中的中央凹却有两个,这两个中央凹的作用不同,其中一个专门用于接收来自鹰头侧面物体的像,另一个用于接收来自鹰头前方物体的像。这样,老鹰的视觉范围就宽多了,能兼顾前方和侧面。,16,马上行动,生产生活中还有那些产品的结构是受到自然界事物结构的启发而产生？,船桨（鱼鳍）人工冷光（萤火虫）锯（螳螂臂或锯齿草）车轮（随风旋转地飞蓬草）潜水艇（海豚）声纳（蝙蝠）潜水用的脚蹼（鸭子）潜水艇的流线型设计（鱼类）,17,（二）、技术领域的结构,汽车、,锤子、,房子、,毛线衣、,潜水艇,阅读：魁北克大桥的坍塌,问：魁北克大桥为什么会坍塌？,擅自改变大桥的结构,事物的结构影响着事物的性能和功能，合理的结构是事物存在和发展的基础，卓越的结构是设计者和制造者长期的追求。,18,（三）、社会领域的结构,在社会领域,也普遍存在着结构现象。一篇文章的内容结构影响文章的表达与质量,一家企业、社区、公司的人员、国家的结构关乎企业的运行与效率。,19,社会领域：,马上行动：,请分别列举自然界、技术领域、社会领域给你印象较深的有关结构的事例？,自然界：,技术领域：,地球的结构、金刚石的结构、树的结构,汽车的结构、自行车的结构、2008年北京奥运会主体育场“鸟巢”的结构,教育管理系统的结构、家庭的结构、企业的管理结构,20,二、结构与力,从力学角度理解结构概念：,结构是指可承受一定力的架构形式，它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。,构件概念：,一个复杂的结构往往由许多不同的部分组成，这些组成部分通常称为构件。,21,车轮-辐条、轮胎、车圈、气门等。,分析讨论自行车的组成构件：,自行车车架、车把、传动、座鞍、车轮等。,22,应力概念：,公式表达：,单位横截面上产生的内力。,马上行动：P5,=F/S,生活中常见的结构都能抵抗来自外界的各种作用力和自身重力。,23,例如:自行车,承受人和所载物体的压力及自行车自身的重力；,桥墩承受自身重力及负荷的压力、大风的作用力等其它外力。,例如:桥墩,24,讨论分析生产、生活中常见结构，要抵抗来自外界力的作用情况：,硬纸包装箱：,建筑物的窗户：,餐桌：,建筑物墙体的正向和侧向的压力、自身重力、窗框的支撑力、风力、外来撞击力,自身的重力、人的推动力、桌上物体的压力、地面对其的支撑力,箱内物体的重力、箱内物体向外的挤压力、自身的重力、外界压力、所装载货物的压力,25,分析结构的受力情况时，首先要清楚组成结构的构件受到哪些力的作用；其次要清楚在这些力的作用下，构件能否安全、可靠地工作。,26,构件的受力形式多种多样，基本受力形式：拉力（压力）、压力、剪切力、扭转力和弯曲力。,27,1.拉力2.压力3.剪切力4.扭转力5.弯曲力,？2：请连线，把左右对应的项目连接起来：,A.作用于物体，使它产生弯曲的力B.两个矩离很近，大小相等，方向相反，且作用于同一物体上的平行力C.挤压物体的力D.物体所承受的拉力E.反方向向物体两端均匀施力，使物体发生扭转形变的力,28,2、简易桥梁的受力：,1、人坐在椅子上，椅面受到的力有：,人对椅面的压力、椅面自身的重力、椅子的支架对椅面产生的支持力,案例分析：,行人和通行车辆对桥面的压力、桥自身的重力、两端桥墩对桥的支撑力以及风对桥的力等。,练习：P7,29,探究：,观察右图,说明石磨的推杆为什么要用一根绳子吊起来?,一是保持人在推磨时推杆始终在平行于地面的平面上运动，改变了人推磨时的用力方向，只需前推与后拉，使推磨更轻松；二是防止推杆弯曲变形，可以承载一些推杆的重力。,30,结构力学应用于日常生活中,火车站上盖,书架,古典建筑,31,材料形状对结构影响,不同形状材料对结构有一定影响。,32,车顶支架,单车车轮,书架和椅子,33,盛载食物的胶盒,在面上加上凹凸坑纹，令结构更坚固。,34,实体结构：指结构本身是实心的结构；框架结构：指结构体由细长的构件组成的结构；壳体结构：指层状的结构；,三、结构的类型,根据物体结构形态，通常结构可分为三种：实体结构、框架结构和壳体结构。,35,36,1、实体结构：如实心墙、大坝等。受力特点：外力分布在整个体积中。,37,2、框架结构：如铁架塔、建筑用脚手架、厂房的框架等。受力特点：支撑空间而不充满空间。,38,3、壳体结构：如摩托车头盔、飞机外壳、贝壳等。受力特点：外力作用在结构体的表面,39,40,实际上现代建筑都是由多种基本结构类型组合而成的，往往整体由框架结构，地基、柱体等往往是实体结构，而有的建筑屋顶则是壳体结构。,41,小试验：,了解壳体结构的受力情况。,42,练习：当出现交通事故时，摩托车手的头盔是如何避免外力对头骨的撞击的？汽车的安全气囊又是如何保护驾驭员的？,43,参考：摩托车手头盔的某一部位受到一个大的撞击力，由于头盔的壳体结构，使得所受力迅速分布到其表面，形成整个头盔表面均匀受力，而不是某一点受很大的力当汽车前端发生强烈碰撞时，安全气囊就会瞬间从汽车方向盘内弹出来，垫在方向盘与驾驭者之间，防止驾驭者的头部和胸部撞击到方向盘或仪表板等硬物上。除了驾驭员侧有安全气囊外，有些汽车前排也安装乘客用的安全气囊,